CN218864000U - 光源装置及照明设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种光源装置及照明设备，该光源装置包括：基板、光源、光线收集机构及光通量调节机构。光源设置在基板的一侧；光线收集机构设置于光源的出光侧，用于将光源的光线进行准直；光通量调节机构，设置于光线收集机构背离光源的一侧，用于对经所光线收集机构准直后的光线进行调节；其中，光通量调节机构包括：第一复眼透镜，设置于光线收集机构背离光源的一侧；第二复眼透镜，设置于第一复眼透镜背离光线收集机构的一侧；其中，第一复眼透镜和/或第二复眼透镜可相对基板沿光源的光轴移动，以使得第一复眼透镜与第二复眼透镜之间的间距可变。通过上述方式，能够对光斑的光通量及光照度进行动态调节。

Description

光源装置及照明设备

技术领域

本申请涉及照明设备领域，特别涉及一种光源装置及照明设备。

背景技术

在舞台照明等应用中，灯具不但需要具备很高的光通量输出，同时还需要具备很高的光斑照度，这样舞台灯具才能投射得更远。

在现有的光源系统中，大功率LED电脑摇头图案灯的光源系统一般包括阵列光源、收集系统及匀光系统，其中，当前的匀光系统是一组复眼透镜，一组复眼透镜包含两个复眼透镜片，其中两个复眼透镜片之间的位置是固定不变的，在实现匀光时，是将一组复眼透镜设置在收集透镜和聚光透镜之间，现有复眼透镜组是无法对光源系统的出射光的光通量和光斑照度进行调节，限制了复眼透镜组的应用。

实用新型内容

本申请提供一种光源装置及照明设备，用于解决上述的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种光源装置，该光源装置包括：基板、光源、光线收集机构及光通量调节机构。光源设置在基板的一侧；光线收集机构设置于光源的出光侧，用于将光源的光线进行准直；光通量调节机构，设置于光线收集机构背离光源的一侧，用于对经过光线收集机构进行准直后光源的光线进行调节，以使光源装置的出射光线的光通量及光照度达到最佳配比；其中，光通量调节机构包括：第一复眼透镜，设置于光线收集机构背离光源的一侧；第二复眼透镜，设置于第一复眼透镜背离光线收集机构的一侧；其中，第一复眼透镜和/或第二复眼透镜可相对基板沿光源的光轴移动，以使得第一复眼透镜与第二复眼透镜之间的间距可变，从而实现光源装置的出射光线的光通量及光照度的配比可调。

其中，光源装置还包括：调节机构，与第一复眼透镜及第二复眼透镜连接，用于控制第一复眼透镜及第二复眼透镜沿光轴移动，以调节第一复眼透镜与第二复眼透镜之间的间距。

其中，调节机构包括：动力机构，用于提供动力；传动机构，与动力机构传动连接，且与第一复眼透镜及第二复眼透镜固定连接。

其中，动力机构包括两个马达；传动机构包括两个传动轴，两个马达与两个传动轴一一对应设置。

其中，第一复眼透镜包括多个阵列设置的第一透镜单元，第二复眼透镜包括多个阵列设置的第二透镜单元，其中，多个第一透镜单元与多个第二透镜单元一一对应设置，且第一透镜单元沿所述光轴在基板上的投影与对应的第二透镜单元沿光轴在基板上的投影重叠。

其中，光线收集机构包括：第一收集透镜，设置于光源的发光侧；第二收集透镜，设置于第一收集透镜与光通量调节机构之间。

其中，光源包括多个阵列设置的发光元件，发光元件的光轴与基板垂直；光线收集机构包括多个第一收集透镜，与多个发光元件一一对应设置，且第一收集透镜沿光轴在基板上的投影覆盖对应的发光元件沿光轴在基板的投影。

其中，光源装置还包括：聚光镜，设置于第二复眼透镜背离第一复眼透镜的一侧，用于对经过第二复眼透镜的光线汇聚成光斑。

其中，光源装置还包括：光栏，设置于聚光镜背离第二复眼透镜的一侧，用于切割光斑，以获取光斑的光学参数。

为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种照明设备，该照明设备包括上述的光源装置。

本申请实施例的有益效果是：本申请提供一种光源装置，该光源装置包括：基板、光源、光线收集机构及光通量调节机构。光源设置在基板的一侧；光线收集机构设置于光源的出光侧，用于将光源的光线进行准直；光通量调节机构，设置于光线收集机构背离光源的一侧，用于对经过光线收集机构进行准直后的光线进行调节，以使光源装置的出射光线的光通量及光照度达到最佳配比，从而保证光源的发出的光线可以达到较好的利用率的同时，最终的出射光线还能具有符合实际应用的光照强度；其中，光通量调节机构包括：第一复眼透镜及第二复眼透镜，第一复眼透镜和/或第二复眼透镜可相对基板沿光源的光轴移动，以使得第一复眼透镜与第二复眼透镜之间的间距可变，从而使得光源装置可以通过调节第一复眼透镜与第二复眼透镜之间的间距，实现对光源装置的出射光线的光通量及光照度进行动态调节。

附图说明

图1是本申请光源装置一实施例的结构示意图；

图2是光源装置的出射光线的光照度大小与第一复眼透镜和第二复眼透镜间距变化关系图；

图3是光源装置的出射光线的光通量大小与第一复眼透镜和第二复眼透镜间距变化关系图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请提供了一种光源装置10，如图1所示，图1是本申请光源装置一实施例的结构示意图。其中，该光源装置10包括：基板100、光源200、光线收集机构300及光通量调节机构400。

基板100用于为光源200提供结构支撑以及电路连接的零件。基板100可以为电路板或集成电路板，且具有结构支撑的结构件。

光源200为具有发射光线功能的元件，其与基板100电连接后，基板100为光源200通电，使得光源200发出光线。其中，在本实施例中，光源200为LED光源，在其它实施例中，光源200也可以采用激光光源等进行替换。

光线收集机构300为具有调节光线角度的功能的机构，用于将光源200发出的光线进行准直。

光通量调节机构400为具有调节光源装置10的光通量及光照度功能的机构，用于对经过光线收集机构300进行准直后的光线进行调节，以使光源装置10的出射光线的光通量及光照度达到最佳配比，从而保证光源200的发出的光线可以达到较好的利用率的同时，最终的出射光线还能具有符合实际应用的光照强度(光照度)。

具体地，光源200设置在基板100的一侧，并与基板100上的电路进行连接，以发出光线。光线收集机构300设置于光源200的出光侧，光源200发出的光线经过光线收集机构300收集后，被准直。光通量调节机构400设置于光线收集机构300背离光源200的一侧，被准直后的光线经过光通量调节机构400调节后，保证光源200的发出的光线可以达到较好的利用率的同时，最终的出射光线还能具有符合实际应用的光照强度(光照度)。

其中，光通量调节机构400的光调节参数是可调的，通过调节光通量调节机构400的光调节参数，可以动态调节光斑的光通量和光照度。

光通量调节机构400包括：第一复眼透镜410及第二复眼透镜420。

第一复眼透镜410设置于光线收集机构300背离光源200的一侧。第二复眼透镜420设置于第一复眼透镜410背离光线收集机构300的一侧。

第一复眼透镜410和/或第二复眼透镜420可相对基板100沿光源200的光轴移动，即第一复眼透镜410和第二复眼透镜420可单独或者同时沿光源200的光轴相对基板100移动，以使得第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距可变。上述中的光通量调节机构400的光调节参数即为第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距，通过调节第一复眼透镜410和/或第二复眼透镜420可相对基板100沿光源200的光轴移动，以使第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距发生变换，从而调节光源装置10的出射光线的光通量和光照度。

光源装置10的光通量和光照度的大小与第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距及第一复眼透镜410和第二复眼透镜420曲率有关，由于第一复眼透镜410和第二复眼透镜420曲率出场后一般是不变的，故通过第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距，能使得光源装置10的出射光线的光通量和光照度的大小以一定的规律进行变化。

光源装置10进一步包括：聚光镜500及光栏600。

聚光镜500用于对经过第二复眼透镜420的光线汇聚成光斑。其中，聚光镜500设置于第二复眼透镜420背离第一复眼透镜410的一侧。

光栏600用于切割光斑，以使得光斑转换成对应图案的光斑，并且光栏600还用于获取光源装置10的出射光线相应的光学参数，即光通量和光照度。其中，光栏600可以为gobo板。

其中，光栏600设置于聚光镜500背离第二复眼透镜420的一侧。

具体地，第一复眼透镜410用于对准直后的光线进行预先调节，第一复眼透镜410将准直后的光线汇聚光线束，以将光源200射出的光线尽可能多的汇聚成光线束，并折射到第二复眼透镜420上，进而保证光源装置10的光通量。进一步的，通过调节第一复眼透镜410和第二复眼透镜420间的间距，使得经过第一复眼透镜410汇聚的光线束以最佳的入光角进入第二复眼透镜420，从而使得第二复眼透镜420按照透镜折射规律将该光线束以最佳的出光角折射到聚光镜500上，进而使得光线束能被聚光镜500汇聚成最佳大小的且照明度最佳的光斑。

如图2及图3所示，图2是光源装置10的出射光线的中心照度大小与第一复眼透镜和第二复眼透镜间距变化关系图；图3是光源装置10的出射光线的光通量大小与第一复眼透镜和第二复眼透镜间距变化关系图。需要说明的是，中心照度指的是光源装置10经光栏600出射的光斑的中心区域的亮度，而光通量指的是光源装置10经光栏600出射的整个光斑的亮度之和。

其中，随着第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距逐渐增大，经第一复眼透镜410出射的子光束形成的子光斑在第二复眼透镜内，经第二复眼透镜420出射后经聚光镜打在光栏上，此时的大部分子光束是可以通过光栏被利用的，因此光源装置10的光通量是呈现上升，而随着第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距逐渐增大，经第一复眼透镜410出射的子光束形成的子光斑不在第二复眼透镜内，有部分子光斑在第二复眼透镜外，此时第二复眼透镜外的光束经聚光镜500汇聚后仍然具有较大的出射角，此部分光束在经过光栏时被拦截，无法作为有用光输出。进一步，随着第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距逐渐增大，当距离超过临界距离时，光通量呈现逐渐变小的趋势。

其中，中心照度变化的趋势是随着第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距逐渐增大，中心照度逐渐增大，在达到最大值时，呈现小幅度的下降，主要原因在于，当第一复眼透镜410和第二复眼透镜420在初始位置时，整个光源装置出射的是均匀光斑，此时光源装置出射光斑的中心区域和周边区域的亮度分布是相同的，而随着第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距逐渐增大，第二复眼透镜的位置不处于第一复眼透镜的焦点附近，第一复眼透镜出射的多个子光束经第二复眼透镜聚集的光束发射角较大，较大发射角的子光束经聚光镜500汇聚后的子光斑在成像面并不会重叠，而是在接近中心区域的光斑会有部分重叠，因此使得中心区域的亮度逐渐增大。

光线束进入第二复眼透镜420的入光角逐渐减小，同时光线束由第二复眼透镜420射出的出光角逐渐减小，进而使得光线束的光强逐渐增大到最大值后降低。同时，随着第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距逐渐增大，光源装置10的最终射出光线的光通量逐渐升高到达最大值后便会逐渐下降。

故通过调节第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距可以使得光源装置10的出射光线的光通量和光照度达到一个最佳的配比，从而使得光源装置10最符合实际应用。

区别于现有技术，本申请提供一种光源装置10，该光源装置10包括：基板100、光源200、光线收集机构300及光通量调节机构400。光源200设置在基板100的一侧；光线收集机构300设置于光源200的出光侧，用于将光源200的光线进行准直；光通量调节机构400，设置于光线收集机构300背离光源200的一侧，用于对经过光线收集机构300进行准直后的光线进行调节，以使光源装置10的出射光线的光通量及光照度达到最佳配比，从而保证光源200的发出的光线可以达到较好的利用率的同时，最终的出射光线还能具有符合实际应用的光照强度。其中，光通量调节机构400包括：第一复眼透镜410及第二复眼透镜420，第一复眼透镜410和/或第二复眼透镜420可相对基板100沿光源200的光轴移动，以使得第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距可变，从而使得光源装置10可以通过调节第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距，即可对光源装置10的出射光线的光通量及光照度进行动态调节。

可选的，光源装置10还包括调节机构700。其中，调节机构700与第一复眼透镜410及第二复眼透镜420连接，用于控制第一复眼透镜410及第二复眼透镜420沿光轴移动，以调节第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距，从而获得光源装置10的出射光线的光通量和光照度的最佳配比。

可选的，调节机构700包括：动力机构710及传动机构720。

动力机构710用于为第一复眼透镜410和第二复眼透镜420的移动提供动力。

传动机构720用于将动力机构710的动力传输给第一复眼透镜410和第二复眼透镜420。

可选的，动力机构710可以包括两个马达，传动机构720可以包括两个传动轴。其中，两个马达分别通过对应的传动轴与第一复眼透镜410及第二复眼透镜420传动连接，以分别带动第一复眼透镜410和第二复眼透镜420进行移动，从而实现第一复眼透镜410和/或第二复眼透镜420可相对基板100沿光源200的光轴移动。

其中，调节机构700调节第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距的调节方法包括：保持第一复眼透镜410相对基板100不动，控制第二复眼透镜420相对或相向基板100移动，从而实现第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距调节；或，保持第二复眼透镜420相对基板100不动，控制第一复眼透镜410相对或相向基板100移动，从而实现第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距调节；或，同时控制第一复眼透镜410与第二复眼透镜420相对或相向基板100移动，从而实现第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距调节。

可选的，另一实施例中，亦可以采用手动控制第一复眼透镜410和/或第二复眼透镜420相对基板100沿光源200的光轴移动。

可选的，光线收集机构300包括：第一收集透镜310和第二收集透镜320。

第一收集透镜310用于收集光源200的光线，并将光线预准直。第二收集透镜320用于对经过第一收集透镜310预准直后的光线进行准直，通过第一收集透镜310和第二收集透镜320的作用，使得光源200的光线能在较短的空间距离下调节为准直光线，并将光源200的光线成像到无穷远处，从而能有效的减小光源装置10的结构尺寸。

可选的，光源200包括多个发光元件210，光线收集机构300包括多个第一收集透镜310。其中，发光元件210为光源200上的发光单元，其具体可以为LED芯片等发光芯片。其中，基于实际应用情况，为获取不同形状的光斑，可以将发光元件210光轴的垂直的截面设置为对应的形状，例如正方形、长方形等几何形状。

具体地，多个发光元件210以阵列的方式设置在基板100的一侧，且每一发光元件210的光轴与基板100垂直。其中，多个第一收集透镜310与多个发光元件210一一对应设置，即第一收集透镜310沿光轴在基板100上的投影覆盖对应的发光元件210沿光轴在基板100的投影，以保证第一收集透镜310能将每一发光元件210的光线全部收集完，从而提高发光元件210的光利用率，进而提高光斑的光通量。

可选的，第一复眼透镜410包括多个阵列设置的第一透镜单元(图未标)，第二复眼透镜420包括多个阵列设置的第二透镜单元(图未标)，其中，多个第一透镜单元与多个第二透镜单元一一对应设置。具体地，第一透镜单元沿光轴在基板100上的投影与对应的第二透镜单元沿光轴在基板100上的投影重叠。

其中，第一透镜单元将发光元件210被光线收集机构300成像到无穷远处的像，聚焦到对应的第二透镜单元上，第二透镜单元再将该像汇聚形成对应的光斑。

综上，本申请提供一种光源装置10，该光源装置10包括：基板100、光源200、光线收集机构300及光通量调节机构400。光源200设置在基板100的一侧；光线收集机构300设置于光源200的出光侧，用于将光源200的光线进行准直；光通量调节机构400，设置于光线收集机构300背离光源200的一侧，用于对经过光线收集机构300进行准直后的光线进行调节，以使光源装置10的出射光线的光通量及光照度达到最佳配比，从而保证光源200的发出的光线可以达到较好的利用率的同时，最终的出射光线还能具有符合实际应用的光照强度；其中，光通量调节机构400包括：第一复眼透镜410及第二复眼透镜420，第一复眼透镜410和/或第二复眼透镜420可相对基板100沿光源200的光轴移动，以使得第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距可变，从而使得光源装置10可以通过调节第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距，即可对光源装置10的出射光线的光通量及光照度进行动态调节。

进一步的，光源装置10还包括调节机构700，用户通过调节机构700可以基于实际的调节第一复眼透镜410与第二复眼透镜420之间的间距，便能获得光斑的光通量和光照度的最佳配比，从而使得光源装置10最符合实际应用。

本申请提出了一种照明设备，其中该照明设备包括上述的光源装置10。

值得注意的是，在本文附图仅是为了展示本申请实用新型产品的结构关系以及连接关系，并不因此限定本申请实用新型产品的具体结构尺寸。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光源装置，其特征在于，包括：

基板；

光源，设置在基板的一侧；

光线收集机构，设置于所述光源的出光侧，用于将所述光源的光线进行准直；

光通量调节机构，设置于所述光线收集机构背离所述光源的一侧，用于对经过所述光线收集机构进行准直后所述光源的光线进行调节，以调整所述光源装置的出射光线的光通量及光照度的配比；其中，所述光通量调节机构包括：

第一复眼透镜，设置于所述光线收集机构背离所述光源的一侧；

第二复眼透镜，设置于所述第一复眼透镜背离所述光线收集机构的一侧；

其中，所述第一复眼透镜和/或所述第二复眼透镜可相对所述基板沿所述光源的光轴移动，以使得所述第一复眼透镜与所述第二复眼透镜之间的间距可变，从而实现所述光源装置的出射光线的光通量及光照度的配比可调。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，还包括：

调节机构，与所述第一复眼透镜及所述第二复眼透镜连接，用于控制所述第一复眼透镜及所述第二复眼透镜沿所述光轴移动，以调节所述第一复眼透镜与所述第二复眼透镜之间的间距。

3.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，所述调节机构包括：

动力机构，用于提供动力；

传动机构，与所述动力机构传动连接，且与所述第一复眼透镜及所述第二复眼透镜固定连接。

4.根据权利要求3所述的光源装置，其特征在于，所述动力机构包括两个马达；所述传动机构包括两个传动轴，所述两个马达与所述两个传动轴一一对应设置。

5.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述第一复眼透镜包括多个阵列设置的第一透镜单元，所述第二复眼透镜包括多个阵列设置的第二透镜单元，其中，多个所述第一透镜单元与多个所述第二透镜单元一一对应设置，且所述第一透镜单元沿所述光轴在所述基板上的投影与对应的所述第二透镜单元沿所述光轴在所述基板上的投影重叠。

6.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述光线收集机构包括：

第一收集透镜，设置于所述光源的发光侧；

第二收集透镜，设置于所述第一收集透镜与所述光通量调节机构之间。

7.根据权利要求6所述的光源装置，其特征在于，所述光源包括多个阵列设置的发光元件，所述发光元件的光轴与所述基板垂直；

所述光线收集机构包括多个所述第一收集透镜，与多个所述发光元件一一对应设置，且所述第一收集透镜沿所述光轴在所述基板上的投影覆盖对应的所述发光元件沿所述光轴在所述基板的投影。

8.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，还包括：

聚光镜，设置于所述第二复眼透镜背离所述第一复眼透镜的一侧，用于对经过所述第二复眼透镜的光线汇聚成光斑。

9.根据权利要求8所述的光源装置，其特征在于，还包括：

光栏，设置于所述聚光镜背离所述第二复眼透镜的一侧，用于切割所述光斑，以获取所述光斑的光学参数。

10.一种照明设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的光源装置。

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